一种能够满足大载荷压缩工况的排障器及其安装装置

技术领域

本申请涉及轨道车辆设备技术领域，具体涉及一种能够满足大载荷压缩工况的排障器及其安装装置。

背景技术

动车组在高速运行过程中，轨道上的任何障碍物都有可能对车体结构造成危害，甚至引发脱轨事故，因此，需在动车组前端安装排除轨道上障碍物的排障器。

目前，我国动车组的排障器能够承受的载荷多为137kN压缩工况，无法满足EN15227-2020中关于碰撞吸能的要求，为满足出口动车组碰撞吸能要求，急需设计一种满足大载荷压缩工况的排障器结构。

此外，在行业标准中要求排障器需要抵抗正面140kN的压力，同时由于排障器处于动车组运行最前端，其对安装可靠性的要求非常高，因此除了排障器本身强度外，排障器与动车组车体的连接结构也很重要。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种能够满足大载荷压缩工况的排障器及其安装装置。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种能够满足大载荷压缩工况的排障器，包括：用于排除车体前端障碍物的排障组件，所述排障组件包括第一排障体，所述第一排障体的两端对称设置有两个结构相同的第二排障体，每个所述第二排障体均向靠近所述车体的一侧倾斜设置；每个所述第二排障体的内端面上均设置有至少一个支撑梁，每个所述支撑梁远离所述第二排障体的一端均与支撑座相连接，每个所述支撑座远离所述支撑梁的一侧均与所述连接组件可拆卸链接；每个所述连接组件远离所述排障组件的一端均与所述车体可拆卸连接，每个所述连接组件与所述车体的连接位置在所述车体的长度方向上可调节。

优选地，所述排障组件还包括若干个补强板，每个所述补强板上相邻的三个侧边分别与所述第二排障体、所述支撑梁和所述支撑座相连接。

优选地，每个所述支撑座的两侧均竖直设置有至少一个长圆通孔。

优选地，每个所述连接组件包括连接梁，所述连接梁的顶部与上连接板相连接，所述上连接板通过第一紧固件与所述车体前端相连接，所述连接梁底部的上方与下连接板的一端相连接，所述连接梁底部的下方通过连接件与所述下连接板的另一端相连接，所述下连接板通过第二紧固件与所述支撑座相连接；所述连接梁由底部至顶部向远离所述排障组件的一侧倾斜设置。

优选地，所述连接梁包括折弯板，所述折弯板远离折弯处的两端之间拼焊有封板。

优选地，所述上连接板上设置有多个第一通孔，所述下连接板上设置有与所述支撑座的长圆通孔相对应的第二通孔，所述长圆通孔和所述第二通孔适于通过所述第二紧固件相固定。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种排障器安装装置，包括：车体和设置在所述车体前端的排障器，所述排障器为上述内容中任意一项所述的能够满足大载荷压缩工况的排障器。

优选地，所述车体前端牵引梁的下方安装有与所述连接组件数量相同的连接座，所述连接座上开设有沿所述连接座纵向延伸的滑槽，所述上连接板可拆卸插设于所述滑槽内，所述上连接板的底部两侧分别与所述滑槽内折边的顶端面抵触连接。

优选地，所述连接座顶部两侧还设置有滑块，所述第一紧固件依次贯穿所述滑块、所述连接座顶部、所述上连接板和所述滑槽内折边，使上连接板完全置于所述滑槽内；所述滑块与所述连接座上均开设有与所述上连接板的第一通孔在竖直方向上相对应的第三通孔，所述第一通孔和所述第三通孔适于通过所述第一紧固件相固定。

优选地，所述连接梁的宽度小于所述滑槽槽口的宽度，所述上连接板的宽度大于所述滑槽槽口的宽度，所述上连接板的长度小于所述连接座的长度。

本申请实施例中提供的排障器结构简单，易于拆卸，且能够满足大载荷压缩工况。其中，排障组件设置于车体的前端，用于在动车组运行时排除车体前端的障碍物，防止障碍物对车体造成伤害或影响车轮的正常运行，提高动车组运行的安全性，第一排障体和第二排障体为排障器的主要受力部位，支撑梁用于连接第二排障体和支撑座，并将第一排障体与第二排障体受到的冲击力传递给支撑座，进而通过连接组件将冲击力传递到车体上，分散排障组件所受的冲击力，减少障碍物对排障组件的损害，支撑座用于将排障组件与连接组件相连接，并用于提供支撑作用。连接组件的两端分别于排障组件与车体可拆卸连接，主要作用为支撑和传力，连接组件与车体的连接位置在车体的长度方向上可调节，使排障器可根据实际情况沿车长方向调整安装位置，灵活性强。此外，排障组件和连接组件之间相互独立，制造方便，易于维修。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种能够满足大载荷压缩工况的排障器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种能够满足大载荷压缩工况的排障器的排障组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种能够满足大载荷压缩工况的排障器的连接组件的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种能够满足大载荷压缩工况的排障器的连接组件的主视图；

图5为图4中A-A向剖视图；

图6为本申请实施例提供的一种排障器安装装置的主视图；

图7为本申请实施例提供的一种排障器安装装置的左视图；

图中：10为车体，20为排障组件，30为连接组件，40为第一紧固件，50为第二紧固件，101为牵引梁，102为连接座，103为滑块，201为第一排障体，202为第二排障体，203为支撑梁，204为支撑座，205为补强板，301为连接梁，302为上连接板，303为下连接板，304为连接件，1021为滑槽，3011为折弯板，3012为封板。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在实现本申请的过程中，发明人发现提供一种结构简单、易于拆卸、灵活性强且能够满足大载荷压缩工况的排障器及其安装装置是目前亟需解决的问题。

图1为本申请实施例提供的一种能够满足大载荷压缩工况的排障器的结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种能够满足大载荷压缩工况的排障器的排障组件的结构示意图，如图1和图2所示，针对上述问题，本申请实施例中提供了一种能够满足大载荷压缩工况的排障器，其特征在于，包括：用于排除车体10前端障碍物的排障组件20，排障组件20包括第一排障体201，第一排障体201的两端对称设置有两个结构相同的第二排障体202，每个第二排障体202均向靠近所述车体10的一侧倾斜设置，每个第二排障体202的内端面上均设置有至少一个支撑梁203，每个支撑梁203远离第二排障体202的一端均与支撑座204相连接，每个支撑座204远离支撑梁203的一侧均与连接组件30可拆卸链接；每个连接组件30远离排障组件20的一端均与车体10可拆卸连接，每个连接组件30与车体10的连接位置在车体10的长度方向上可调节。

本申请实施例中提供的排障器结构简单，易于拆卸，且能够满足大载荷压缩工况，符合欧洲标准EN 15227-2020中关于碰撞吸能的要求。其中，排障组件设置于车体的前端，用于在动车组运行时排除车体前端的障碍物，防止障碍物对车体造成伤害或影响车轮的正常运行，提高动车组运行的安全性，第一排障体和第二排障体为排障器的主要受力部位，支撑梁用于连接第二排障体和支撑座，并将第一排障体与第二排障体受到的冲击力传递给支撑座，进而通过连接组件将冲击力传递到车体上，分散排障组件所受的冲击力，减少障碍物对排障组件的损害，支撑座用于将排障组件与连接组件相连接，并用于提供支撑作用。连接组件的两端分别于排障组件与车体可拆卸连接，主要作用为支撑和传力，连接组件与车体的连接位置在车体的长度方向上可调节，使排障器可根据实际情况沿车长方向调整安装位置，灵活性强。此外，排障组件和连接组件之间相互独立，制造方便，易于维修。

具体地，第一排障体201和每个第二排障体202之间形成的夹角不超过160°，不超过160°的夹角结构有利于排除轨道区域上的障碍物。

本申请的排障组件可承受作用在中心线上的300kN以及作用在横向偏离中心线750mm处的250kN 2个纵向压缩载荷。其中，第一排障体与两个第二排障体构成了一个相对封闭的框架结构。第一排障体为封闭的结构，可提高排障组件承受障碍物冲击的能力，第二排障体除承受冲击力之外，还可将受到的冲击力进行分散与传递，增加了排障组件的使用时间。

具体地，每个第二排障体的内端面上的支撑梁的数量可为2个，使得排障组件的受力更加均匀，且两个第二排障体中每个支撑梁上可拆卸连接的连接组件沿第一排障体的中心线对称设置，模块化程度高。

进一步地，排障组件20还包括若干个补强板205，每个补强板205上相邻的三个侧边分别与第二排障体202、支撑梁203和支撑座204相连接，补强板起到安装补强作用，增强了各部件之间的连接稳定性，且提高了排障组件的结构强度，延长了排障组件的使用寿命。

具体实施时，补强板的形状不做限定，可根据实际情况进行设置。

进一步地，每个支撑座204的两侧均竖直设置有至少一个长圆通孔，用于与连接组件进行连接。此外，该长圆通孔可使排障组件相对轨面具有40mm的向上调整量，可使转向架镟轮后排障组件下表面与轨面的距离始终保持一定。

具体地，支撑座上可对称开设有6个长圆通孔，使支撑座与连接组件稳固连接。

图3为本申请实施例提供的一种能够满足大载荷压缩工况的排障器的连接组件的结构示意图，图4为本申请实施例提供的一种能够满足大载荷压缩工况的排障器的连接组件的主视图，图5为图4中A-A向剖视图，如图3-5所示，进一步地，每个连接组件30包括连接梁301，连接梁301的顶部与上连接板302相连接，上连接板302通过第一紧固件40与车体10前端相连接，连接梁301底部的上方与下连接板303的一端相连接，连接梁301底部的下方通过连接件304与下连接板303的另一端相连接，下连接板303通过第二紧固件50与支撑座204相连接；连接梁301由底部至顶部向远离排障组件20的一侧倾斜设置，以承担纵向和垂向载荷。

本申请中的连接组件具有过渡连接的作用，其使排障组件与车体相连接，并将排障组件承受的冲击力、压缩力传递到车体上，使车体分担排障器所受到的力，提高了排障器的使用寿命。

具体地，第一紧固件40和第二紧固件50为高强度螺栓，上连接板通过高强度螺栓与车体螺栓连接，使排障器与车体的连接十分稳定牢靠，支撑座通过高强度螺栓与下连接板螺栓连接，使排障组件与连接组件的连接十分稳定牢靠，且高强度螺栓还具有抗拉强度高、结构简单、装拆方便且易于更换维修的优点。

进一步地，连接梁301包括折弯板3011，折弯板可通过薄板折弯而成，折弯板3011远离折弯处的两端之间拼焊有封板3012。

具体地，折弯板3011远离折弯处的两端与封板3012的两端均通过全焊透焊缝形式拼焊成一个完整的桶状结构。与单层实心厚板相比，桶状结构具有更好的抗弯曲变形能力，可大大减轻连接梁的重量。同时，薄壁板拼焊结构为成熟的工艺方法，与上连接板焊接方便，避免了厚壁实心板材焊接时容易出现的厚度方向上开裂的风险，工艺性好。

具体地，全焊透焊缝为单边V形焊缝，且焊缝表面齐平，熔深为5。

进一步地，上连接板302上设置有多个第一通孔，下连接板303上设置有与支撑座204的长圆通孔相对应的第二通孔，长圆通孔和第二通孔适于通过第二紧固件相固定，实现排障组件与连接组件的稳固连接。

具体地，上连接板302上设置有8个第一通孔，实现排障器与车体的稳固连接。

进一步地，排障组件20和连接组件30均采用低合金高强结构钢拼焊而成，低合金高强结构钢具有良好的焊接性能、塑性、韧性和加工工艺性。

本申请中排障器主体结构为低合金高强度结构钢拼焊结构，所有部件进行简单的折弯和加工即可满足需要，无需开模，大大降低了生产成本。

图6为本申请实施例提供的一种排障器安装装置的主视图，图7为本申请实施例提供的一种排障器安装装置的左视图，如图6和图7所示，本申请还提供了一种排障器安装装置，包括：车体10和设置在车体10前端的排障器，排障器为上述任意一项内容中所述的能够满足大载荷压缩工况的排障器。

进一步地，车体10前端牵引梁101的下方安装有与连接组件30数量相同的连接座102，连接座102上开设有沿连接座102纵向延伸的滑槽1021，上连接板302可拆卸插设于滑槽1021内，上连接板302的底部两侧分别与滑槽1021内折边的顶端面抵触连接。

具体地，连接座102的长度远大于上连接板302的长度，安装时，整个排障器根据实际需要，可沿车长方向进行前后调节，便于排障器的定位。

进一步地，连接座102顶部两侧还设置有滑块103，第一紧固件40依次贯穿滑块103、连接座102顶部、上连接板302和滑槽1021内折边，使上连接板302完全置于滑槽1021内，即使第一紧固件发生松动，整个排障器仍会被连接座拖住，不会发生脱落，降低了引发脱轨事故的风险；滑块103与连接座102上均开设有与上连接板302的第一通孔在竖直方向上相对应的第三通孔，第一通孔和第三通孔适于通过第一紧固件相固定，实现排障器与车体的稳固连接。

具体地，滑块与连接座上开设的第三通孔的数量多于上连接板上第一通孔的数量，当排障器沿连接座前后调节时，第一通孔均可与第三通孔的位置一一对应。

进一步地，连接梁301的宽度小于滑槽1021槽口的宽度，上连接板302的宽度大于滑槽1021槽口的宽度，上连接板302的长度小于连接座102的长度。

本申请中的排障器与车体的连接方式独特，安装排障器时，可沿车长方向做一定的调整，且易于安装与拆卸。同时，本申请的排障器具有防脱功能，提高了动车组运行时的安全性。此外，本申请中排障组件与连接组件可拆卸连接、连接组件与连接座可拆卸连接，实现了排障器的模块化设计，便于排障器中各个部件的安装、拆卸和维修，降低了制造难度，提高了装配的灵活性。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。